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http://hdl.handle.net/1843/BUDB-8DRHR9| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Modelamento matemático do processo de soldagem GMAW |
| Authors: | Ivan Jose de Santana |
| First Advisor: | Paulo Jose Modenesi |
| First Referee: | Cicero Murta Diniz Starling |
| Second Referee: | MARIA CELESTE MONTEIRO DE SOUZA COSTA |
| Third Referee: | Louriel Oliveira Vilarinho |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Sadek Crisóstomo Alsi Alfaro |
| Abstract: | Este trabalho descreve o desenvolvimento e validação de modelos matemáticos elaborados para simular o processo de soldagem GMAW, particularmente em seus aspectos elétricos e operacionais. Inicialmente, foi desenvolvido um modelo capaz de simular o processo sem grandes variações de corrente e tensão (definido, neste trabalho,como modelo estático), como por exemplo, com o processo operando em transferência metálica por vôo livre. Na sequência, foi desenvolvido um novo modelo (definido como dinâmico), que de forma mais abrangente simula, também, o processo frente a variações bruscas de corrente e tensão, um exemplo seria, quando o processo opera comtransferência metálica por curtos-circuitos. Estes modelos foram baseados em um conjunto de equações, que descrevem as características operacionais da fonte de energia, as quedas de tensão que ocorrem no arco elétrico e nos componentes do circuito de soldagem, e em um balanço de energia na ponta do arame. De uma forma geral, e levando-se em conta o grande número de variáveis envolvidas e a complexa inter-relação entre estas, os parâmetros simulados pelos modelos quando comparados com dados experimentais provenientes de testes de soldagem (deposição de cordão sobre chapa) e dados obtidos da literatura apresentaram bons resultados. O modelo dinâmico, por exemplo, foi capaz de simular com erros inferiores a 10% o comportamento de diferentes parâmetros do processo, assim como a transição de modos de transferência metálica. Os parâmetros e os aspectos do processo, que foram analisados, incluem, por exemplo, os valores médios de corrente e tensão, assim como seus oscilogramas, o comprimento de arco, a frequência de curtos-circuitos e a mudança de modo de transferência metálica em função da velocidade de alimentação, da distância entre o bico de contato e a peça e da tensão em vazio. Os resultados indicam que os modelos desenvolvidos, sobretudo o dinâmico, sejam capazes de facilitar o entendimento fundamental deste processo e determinar de maneira mais conveniente os parâmetros de soldagem mais adequados para uma situação específica de soldagem. |
| Abstract: | This thesis describes the development and validation of a mathematical model that describes the electrical and operational behavior of GMA welding. Initially it was developed a static model that was able to simulate welding conditions characterized by small current and tension variation usually found with free-flight metal transfer. Afterwards, a dynamic model capable to simulate abrupt current and voltage changes usually observed in short-circuit welding was developed. These models were based on aset of equations that describes the power source characteristics, the voltage drop along the electric arc and the welding circuit and the energy balance on the wire tip. Despite the large number of variables of GMA welding and the complex relation among them, the results from the models agreed well with data from the literature and to experimentalresults. The dynamic model was able to simulate the welding parameters values (with less 10% of error) and to predict transitions in metal transfer mode. The mean current and voltage and their waveform variation, arc length, short circuit frequency and metal transfer transition were obtained as a function of wire feed rate, contact tip-to-work distance and open circuit voltage. The results indicate that the developed models,specially the dynamic one, are able to estimate welding parameters for specific welding conditions and can contribute to a more fundamental understanding of this welding process. |
| Subject: | Engenharia metalúrgica Metalurgia de transformação |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUDB-8DRHR9 |
| Issue Date: | 28-May-2010 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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